本文關鍵詞：改性炭基低溫脫硝催化劑的制備與應用研究

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【摘要】：NOx主要由內燃機與工業(yè)過程中產(chǎn)生的NO與NO2組成。由于NOx排放危害嚴重,脫硝在環(huán)保領域受到了極大的關注度。為控制NOx排放需要研究有效的脫硝催化劑。目前,高溫脫硝工藝技術已經(jīng)非常成熟,例如：火力發(fā)電廠350℃以上的脫硝工藝中,已開發(fā)了成熟的高溫選擇性催化還原(SCR)催化劑。但是我國焦化行業(yè)和大量的民用鍋爐產(chǎn)生的煙氣,需要高效的低溫脫硝催化劑。而在催化劑的載體中,活性炭具有廉價易于工業(yè)化的特點。因此本文對活性炭為載體的低溫脫硝催化劑進行了研究。首先,對活性炭的氧化改性溫度進行了研究。實驗發(fā)現(xiàn)：80℃氧化改性后的活性炭具有最高的比表面積和孔容,而且此溫度下改性的活性炭對NO的脫除率也是最高的,最后脫硝率穩(wěn)定在30%。為了提高催化劑的脫硝性能,利用浸漬金屬液使催化劑負載金屬氧化物。同時,在浸漬液中加入尿素,不僅可以提供還原劑NH3,還可以使金屬氧化物負載均勻具有更好的分散性。通過焙燒使負載金屬生成具有最好催化活性的金屬氧化物價態(tài)。對不同負載金屬催化劑脫硝性能進行檢測,結果表明：在100℃,空速7500h-1條件下,負載5%MnOx和5%Fe2O3的改性炭基催化劑具有最好的脫硝性能,催化劑的初始脫硝率接近為100%,后期脫硝率穩(wěn)定在86%。實驗中還發(fā)現(xiàn),加入少量的稀有金屬Ce、Co有助于提高催化劑的脫硝率。論文對制備的催化劑的壽命進行了檢測,研究發(fā)現(xiàn)催化劑在連續(xù)脫硝40h(100℃,7500h-1)后仍然具有72%的脫硝率。最后,本文制備催化劑與濟鋼集團技術工程有限公司進行項目合作,以濟鋼的6#、7#焦爐煙氣參數(shù)為參考實現(xiàn)中試,中試與實驗室的實驗結果基本吻合。
【關鍵詞】：脫硝催化劑 低溫選擇催化還原 改性活性炭
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X701;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-12
• 1.1 NO_x的排放和危害9-10
• 1.2 課題背景10-11
• 1.3 課題主要的研究內容11-12
• 2 文獻綜述12-27
• 2.1 脫硝工藝研究現(xiàn)狀12-14
• 2.1.1 氧化法12-13
• 2.1.2 還原法13-14
• 2.2 SCR催化劑概況14-15
• 2.3 低溫SCR催化劑15-22
• 2.3.1 單金屬氧化物催化劑(MnO_x)15-17
• 2.3.2 復合氧化物催化劑17-18
• 2.3.3 金屬氧化物為載體的催化劑18-19
• 2.3.4 負載金屬氧化物的活性炭催化劑19-20
• 2.3.5 沸石催化劑20-22
• 2.4 低溫NH_3-SCR的反應機理22-25
• 2.4.1 金屬氧化物催化劑的反應機理22-23
• 2.4.2 Cu,Fe/沸石催化劑的反應機理23-25
• 2.5 低溫SCR催化劑總結25-26
• 2.6 低溫SCR催化劑中毒和再生26-27
• 3 實驗裝置及催化劑的制備27-32
• 3.1 器材與試劑27-28
• 3.1.1 實驗器材27
• 3.1.2 實驗試劑27-28
• 3.2 活性炭預處理28
• 3.3 催化劑的制備28-30
• 3.4 實驗裝置及流程30-32
• 4 改性炭基低溫脫硝催化劑的性能研究32-48
• 4.1 氧化改性對活性炭性能的影響32-35
• 4.1.1 實驗內容32-33
• 4.1.2 脫硝性能檢測33-34
• 4.1.3 小結34-35
• 4.2 負載金屬對催化劑的性能影響35-39
• 4.2.1 Mn金屬的浸漬負載對催化劑的性能研究35-36
• 4.2.2 Fe金屬的浸漬負載對催化劑的性能研究36-37
• 4.2.3 5%Mn5%Fe-AC催化劑的性能研究37-38
• 4.2.4 小結38-39
• 4.3 空速對5%Mn5%Fe-AC催化劑的性能影響39-40
• 4.3.1 實驗內容39-40
• 4.3.2 小結40
• 4.4 SO_2對5%Mn5%Fe-AC催化劑的性能影響40-42
• 4.4.1 實驗內容41-42
• 4.4.2 小結42
• 4.5 負載其他金屬的催化劑性能42-45
• 4.5.1 5%Mn5%Ce-AC催化劑的脫硝性能42-43
• 4.5.2 5%Mn5%Co-AC催化劑的脫硝性能43-44
• 4.5.3 小結44-45
• 4.6 低溫改性炭基SCR催化劑的壽命45-47
• 4.6.1 實驗內容45-47
• 4.6.2 小結47
• 4.7 本章小結47-48
• 5 濟鋼焦爐煙氣脫硝工藝項目48-53
• 5.1 企業(yè)簡介48
• 5.2 項目實施計劃48-49
• 5.3 項目方案49-51
• 5.3.1 小試目的49
• 5.3.2 工藝簡介49-50
• 5.3.3 測線實驗方案50-51
• 5.3.4 檢測內容51
• 5.3.5 檢測儀器51
• 5.4 實驗進展51-53
• 結論53-54
• 參考文獻54-60
• 致謝60-62

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